2015年8月12日晚天津开发区化工厂发生爆炸事故。化工厂里面有各种危险化学品,其中有一种叫电石的固体,其主要成分为碳化钙(CaC2),可与水反应生成可燃性气体乙炔(C2H2),十分危险,同时生成一种白色固体。
【提出问题】白色固体是什么物质?
【作出猜想】猜想一:CaO;
猜想二: ;
猜想三:Ca(OH)2。
进行上述猜想的依据是 。
【交流与反思】经过同学们交流讨论,认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是 (用化学方程式说明)。
【进行实验】(一)取少量白色固体放入试管中,滴入稀盐酸,没有观察到 ,证明猜想二不成立。
(二)取少量白色固体加入水中,取上层清液,加入 ,有白色沉淀出现,证明猜想三成立。碳化钙与水反应的方程式为 。
某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
操作 |
现象 |
a.用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸,加热。 |
|
b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。 |
红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。 |
(1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①碳与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,写出反应的化学方程式。
(2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O2还是NO2,设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO2气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略)。
②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,反应生成两种物质的量相等的正盐,写出这两种盐的化学式。
Ⅱ.探究实验。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式。
②试分析:是否需要增加带火焰的木炭与纯净O2反应的实验。
③通过实验探究,你认为助燃气体是什么,简述理由。
(16分) 硼位于ⅢA族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。
查阅资料 ①BCl3的沸点为12.5 ℃,熔点为-107.3 ℃;②2B+6HCl△2BCl3↑+3H2↑;③硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。
设计实验 某同学设计如图所示装置制备三氯化硼:
请回答下列问题:
(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,而且不需要加热,两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式: _____。
(2)E装置的作用是。如果拆去B装置,可能的后果是。
(3)实验中可以用一个盛装(填试剂名称)的干燥管代替F和G装置,使实验更简便。
(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式:;实验室保存三氯化硼的注意事项是。
(5)为了顺利完成实验,正确的操作是(填序号).
①先点燃A处酒精灯,后点燃D处酒精灯
②先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯
③同时点燃A、D处酒精灯
(6)请你补充完整下面的简易实验,以验证制得的产品中是否含有硼粉:取少量样品于试管中,滴加浓(填化学式)溶液,若有气泡产生,则样品中含有硼粉;若无气泡产生,则样品中无硼粉。
二氧化氯(ClO2)在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2。由于该反应是吸热反应,所以在情况下有利于该反应自发进行
(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式:。
(2)A必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、;B装置必须放在冰水浴中,其原因是。
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出晶体是NaClO2。请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:①;②;③洗涤;④干燥。
(4)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100.00 mL试样;量取V1 mL试样加入到锥形瓶中;
步骤2:用稀硫酸调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;
步骤3:加入淀粉指示剂,用c mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知2 Na2S2O3 + I2=Na2S4O6 + 2NaI)
①配制100 mL c mol/LNa2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有:。
②写出步骤2中发生反应的离子方程式。
③原ClO2溶液的浓度为g / L(用步骤中的字母代数式表示)。
④若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果。
若滴定开始仰视读数,滴定终点时正确读数,则测定结果。
(填“偏高”“偏低”或“不变” )
暗紫色化合物A具有绿色、高电压和高能量的特点,近年来引起了电化学界的高度重视。在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,同时产生一种气体单质。某兴趣小组的同学对化合物A进行组成分析,确定A中仅含有O、K、Fe三种元素。取3.96g化合物A的粉末溶于水,滴加足量的稀硫酸,向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液,恰好完全反应。过滤,将洗涤后的沉淀充分灼烧,得到红棕色固体粉末1.60g;将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g。
(1)化合物A的化学式为;化合物A与H2O反应的离子方程式为。
(2)化合物A还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂。原因是。
(3)化合物A的制备还可通过氧化法,试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备A的化学方程式 。
(4)目前,人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是
A.亚硫酸钠 | B.KOH | C.醋酸 | D.Fe(NO3)3 |
(5)为研究温度对化合物A水溶液稳定性的影响,请设计一个实验方案。
(14分)草酸是一种重要的化工原料,广泛用于药物生产、高分子合成等工业,草酸晶体受热到100℃时失去结晶水,成为无水草酸。某学习小组的同学拟以甘蔗渣为原料用水解—氧化—水解循环进行制取草酸。
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